Menu
Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

Contacts relatifs à cet article / NEUMANN Emmanuelle / SCHOEHN Guy

Présentation du Groupe de Microscopie Electronique et Méthodes

Responsable du Groupe : Guy SCHOEHN

Le groupe assure également le fonctionnement de la plateforme de MET.


Le groupe comprend quatre équipes :

Equipe Guy Schoehn  : Détermination de la structure des assemblages macromoléculaires
Membres : Benoit Arragain, Grégory Effantin, Leandro Estrozi, Daphna Fenel, Benoit Gallet, Dominique Housset, Romain Linares, Wai-Li Ling, Hélène Malet, Christine Moriscot, Emmanuelle Neumann, Guy Schoehn

Equipe Irina Gutsche  : Machines macromoléculaires chez les bactéries et les virus
Membres : Maria Bacia, Alister Burt, Ambroise Desfosses, Jan Félix, Angélique Fraudeau, Irina Gutsche, Karine Huard, Matthew Jessop, Clarissa Liesche

Equipe Jean-Luc Pellequer  : AFM
Membres : Jean-Luc Pellequer, Jean-Marie Teulon

Equipe Pascal Fender  : Adénovirologie
Membres : Pascal Fender, Emilie Stermann

Objectifs du groupe

Notre groupe est impliqué dans la détermination de structure de complexes macromoléculaires biologiques et dans la compréhension des relations structure-fonction. Deux équipes utilisent la microscopie électronique comme technique principale pour arriver à ces buts. La troisième équipe base sa recherche sur des études par AFM, alors que la quatrième est spécialisée en adénovirologie.

La microscopie électronique en biologie structurale

La coloration négative
Cette technique, simple et rapide, permet la visualisation directe de protéines à partir d’une certaine taille (50-100 kDa). L’enrobage de ces protéines avec un sel d’atomes lourds génère des images avec un contraste élevé. Ces images fournissent des informations structurales provenant seulement de la surface de l’objet, mais la technique de coloration négative reste incontournable pour effectuer des vérifications sur l’état d’un échantillon avant son observation en cryo-microscopie électronique. Cette technique permet également de contrôler la qualité (homogénéité) d’un échantillon en vue de sa cristallisation.

La cryo-microscopie électronique et l’analyse d’images
Cette technique permet de s’affranchir de la présence de colorant ou de fixateur chimique, respectant ainsi mieux la structure de l’objet. Plus lourde à mettre en oeuvre que la technique de coloration négative, elle consiste à congeler très rapidement dans de l’éthane liquide des échantillons hydratés de façon à les figer dans une glace amorphe (vitrification). Contrairement à la coloration négative, cette méthode n’utilise aucun additif ce qui préserve l’état natif de l’échantillon tout en permettant d’accéder à sa structure interne.
Les images obtenues sont des projections de toute l’épaisseur de l’échantillon mais ne possèdent cependant qu’un contraste très faible : l’ analyse d’images est alors indispensable. Le principe général consiste dans un premier temps à additionner des images de faible contraste afin de moyenner le bruit présent et d’obtenir un meilleur rapport signal sur bruit. Dans un deuxième temps, ces moyennes qui représentent des vues de l’échantillon sous différents angles peuvent être combinées de manière mathématique pour calculer la structure tridimensionnelle de l’objet de départ.
L’objectif est d’identifier les interactions moléculaires présentes au sein de ces complexes ainsi que leurs implications biologiques. Nous utilisons la cryo-microscopie électronique et la reconstruction tridimensionnelle par analyse d’images afin d’obtenir des cartes à moyenne résolution de l’objet de départ. Nous combinons également ces volumes à résolution nanométrique avec les structures atomiques cristallographiques des différents constituants du complexe.

Le développement, la validation et l’application de nouvelles méthodes d’analyse d’images jouent également un rôle fondamental dans notre recherche. Le but est d’apporter aux chercheurs expérimentés et/ou novices des utilitaires efficaces et ergonomiques pour la détermination et l’interprétation des structures.

Liste des instruments disponibles

Microscopes électroniques en transmission :

Instruments pour la préparation d’échantillons cellulaires :

  • Automate de cryo-fixation sous haute pression HPM100
  • Automate de cryo-préparation AFS2 + FSP
  • (Cryo-)ultra-microtome UC7/FC7
  • Automate d’immunomarquage IGL

Microscopes à Force Atomique :
- Multimode 8, Nanoscope V (Bruker)
- Dimension 3100, Nanoscope V (Bruker)
Instruments associés aux microscopes :
- Microscope fluo, Nikon Eclipse TE2000
- Lampe UV/Ozone

Mots clés

Coloration négative, Cryo-microscopie électronique, Reconstruction tridimensionnelle d’images, Cryo-Tomographie, Virus, Microtubules, Complexes Macromoléculaires, Méthodologie, Détection directe d’électrons, AFM, Adénovirologie.

Principales récentes publications

- Polovinkin L, Hassaine G, Perot J, Neumann E, Jensen AA, Lefebvre SN, Corringer PJ, Neyton J, Chipot C, Dehez F, Schoehn G, Nury H. (2018). Conformational transitions of the serotonin 5-HT3 receptor. Nature. 563(7730):275-279.

- Da Silveira Tomé C, Foucher AE, Jault JM, Housset D. (2018) High concentrations of GTP induce conformational changes in the essential bacterial GTPase EngA and enhance its binding to the ribosome.The FEBS Journal 285, 1, pp.160-177.

- Flori S, Jouneau PH, Gallet B, Estrozi LF, Moriscot C, Schoehn G, Finazzi G, Falconet D. (2018). Imaging Plastids in 2D and 3D : Confocal and Electron Microscopy. Methods Mol Biol. 1829:113-122.

- Vassal-Stermann E, Mottet M, Ducournau C, Iseni F, Vragniau C, Wang H, Zubieta C, Lieber A, Fender P. (2018). Mapping of Adenovirus of serotype 3 fibre interaction to desmoglein 2 revealed a novel ‘non-classical’ mechanism of viral receptor engagement. Sci Rep. 8 (1), pp.8381.

- Belime A, Thielens NM, Gravel E, Frachet P, Ancelet S, Tacnet P, Caneiro C, Chuprin J, Gaboriaud C, Schoehn G, Doris E, Ling WL. (2018). Recognition protein C1q of innate immunity agglutinates nanodiamonds without activating complement. Nanomedicine S1549-9634(18)30528-8.

- Pellegrini E, Desfosses A, Wallmann A, Schulze WM, Rehbein K, Mas P, Signor L, Gaudon S, Zenkeviciute G, Hons M, Malet H, Gutsche I, Sachse C, Schoehn G, Oschkinat H, Cusack S.(2018). RIP2 filament formation is required for NOD2 dependent NF-κB signalling. Nat Commun. 9(1):4043.

- El-Khatib M, Nasrallah C, Lopes J, Tran QT, Tetreau G, Basbous H, Fenel D, Gallet B, Lethier M, Bolla JM, Pagès JM, Vivaudou M, Weik M, Winterhalter M, Colletier JP. (2018). Porin self-association enables cell-to-cell contact in Providencia stuartii floating communities. Proc Natl Acad Sci U S A. 115(10):E2220-E2228.

- Neumann E, Farias Estrozi L, Effantin G, Breyton C, Schoehn G. (2017). The resolution revolution in cryo-electron microscopy médecine/sciences, EDP Sciences 33(12):1111-1117.

- Bonnet J, Durmort C, Jacq M, Mortier-Barrière I, Campo N, VanNieuwenhze MS, Brun YV, Arthaud C, Gallet B, Moriscot C, Morlot C, Vernet T, Di Guilmi AM. (2017). Peptidoglycan O-acetylation is functionally related to cell wall biosynthesis and cell division in Streptococcus pneumoniae. Mol Microbiol. 106(5):832-846.

- Arlaud, G.J., Gaboriaud, C., Ling, W.L., Thielens, N. (2017). Structure of the C1 complex of complement. Proceedings of the National Academy of Sciences 114, E5766-5767.

- Rodrigues CD, Henry X, Neumann E, Kurauskas V, Bellard L, Fichou Y, Schanda P, Schoehn G, Rudner DZ, Morlot C. (2016). A ring-shaped conduit connects the mother cell and forespore during sporulation in Bacillus subtilis. Proc Natl Acad Sci U S A. 113(41):11585-11590.

- Kandiah E, Carriel D, Perard J, Malet H, Bacia M, Liu K, Chan SW, Houry WA, Ollagnier de Choudens S, Elsen S, Gutsche I. (2016). Structural insights into the Escherichia coli lysine decarboxylases and molecular determinants of interaction with the AAA+ ATPase RavA. Sci Rep. 6:24601.

- Costa L, Andriatis A, Brennich M, Teulon JM, Chen SW, Pellequer JL, Round A. (2016). Combined small angle X-ray solution scattering with atomic force microscopy for characterizing radiation damage on biological macromolecules. BMC Struct Biol. 16(1):18.

- Gutsche I, Desfosses A, Effantin G, Ling WL, Haupt M, Ruigrok R, Sachse C, Schoehn G. Near-atomic cryo-EM structure of the helical measles virus nucleocapsid. Science (2015) 348 (6235):704-7.

La liste complète des publications du groupe est consultable ici.